광 음향 영상의 원리

광 음향 영상의 원리

광 음향 영상 (PAI)은 결합 된 의료 영상 기술입니다.광학및 상호 작용을 사용하여 초음파 신호를 생성하는 음향빛고해상도 조직 이미지를 얻는 조직으로. 그것은 생의학 분야, 특히 종양 검출, 혈관 영상, 피부 영상 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

원칙:
1. 광 흡수 및 열 팽창 : - 광 음향 이미징은 광 흡수에 의해 생성 된 열 효과를 사용합니다. 조직 내의 안료 분자 (예 : hemoglobin, 멜라닌)는 광자 (보통 2 가외의 조명)를 흡수하여 열 에너지로 전환되어 국부 온도가 상승합니다.
2. 열 팽창은 초음파를 유발합니다. - 온도 상승은 조직의 작은 열 팽창으로 이어져 압력파 (즉, 초음파)를 생성합니다.
3. 초음파 검출 : - 생성 된 초음파파는 조직 내에서 전파되며, 이들 신호는 초음파 센서 (초음파 프로브)에 의해 수신되고 기록된다.
4. 이미지 재건 : 수집 된 초음파 신호는 조직의 광학 흡수 특성을 제공 할 수있는 조직의 구조 및 기능 이미지를 재건하기 위해 계산 및 처리된다. 광 음향 영상화의 장점 : 높은 대비 : 광 음향 영상화는 조직의 광 흡수 특성에 의존하며, 다른 조직 (예 : 혈액, 지방, 근육 등)은 빛을 흡수하는 능력이 다르므로 고 대조 이미지를 제공 할 수 있습니다. 고해상도 : 초음파의 높은 공간 해상도를 사용하면 광 음향 이미징은 밀리미터 또는 밀리미터 이미징 정확도를 달성 할 수 있습니다. 비 침습적 : 광 음향 영상화는 비 침습적이며 가볍고 소리는 조직 손상을 일으키지 않아 인간 의학적 진단에 매우 적합합니다. 깊이 영상화 기능 : 전통적인 광학 이미징과 비교하여 광 음향 이미징은 피부 아래 몇 센티미터를 관통 할 수 있으며, 이는 깊은 조직 이미징에 적합합니다.

애플리케이션:
1. 혈관 영상화 :-광 음향 영상화는 혈액에서 헤모글로빈의 광 흡수 특성을 감지 할 수 있으므로 미세 순환 및 심사 질환을 모니터링하기 위해 혈관의 구조와 산소화 상태를 정확하게 표시 할 수 있습니다.
2. 종양 검출 : - 종양 조직의 혈관 신생은 일반적으로 매우 풍부하며, 광 음향 영상은 혈관 구조의 이상을 검출함으로써 종양의 조기 검출에 도움이 될 수있다.
3. 기능적 영상화 : - 광 음향 영상화는 조직에서 산소화 및 데 옥시 헤모글로빈의 농도를 검출함으로써 조직의 산소 공급을 평가할 수 있으며, 이는 암 및 심혈관 질환과 같은 질병의 기능적 모니터링에 큰 의미가 있습니다.
4. 피부 영상 : - 광 음향 영상은 표면 조직에 매우 민감하기 때문에 피부암의 조기 발견 및 피부 이상 분석에 적합합니다.
5. 뇌 영상화 : 광 음향 영상화는 뇌졸중 및 간질과 같은 뇌 질환 연구를 위해 비 침습적 방식으로 뇌 혈류 정보를 얻을 수 있습니다.

광 음향 이미징의 도전 및 개발 방향 :
광원선택 : 다른 파장의 광 침투는 다릅니다. 올바른 파장 균형 해상도와 침투 깊이를 선택하는 방법은 도전입니다. 신호 처리 : 초음파 신호의 획득 및 처리에는 고속 및 정확한 알고리즘이 필요하며 이미지 재구성 기술의 개발도 중요합니다. 멀티 모달 이미징 : 광 음향 이미징은 다른 이미징 방식 (예 : MRI, CT, 초음파 이미징)과 결합하여보다 포괄적 인 생물 의학 정보를 제공 할 수 있습니다.

광 음향 이미징은 새로운 대비, 고해상도 및 비 침습성의 특성을 갖는 새롭고 다기능적인 생체 의학 영상 기술입니다. 기술 개발로 광 음향 이미징은 의료 진단, 기본 생물학 연구, 약물 개발 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.